KR20150044744A

KR20150044744A - 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법

Info

Publication number: KR20150044744A
Application number: KR20130124172A
Authority: KR
Inventors: 김웅재
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-27
Also published as: CN104576245A; JP2015079750A; KR101771467B1; US9646792B2; CN104576245B; US20150107091A1; EP2863409A1; EP2863409B1; BR102014023641B1; ES2580628T3; JP5844865B2; BR102014023641A2

Abstract

배선용 차단기의 검출기구부 간격조절방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배선용 차단기의 검출기구부에 있어서 조절나사를 활용하여 바이메탈과 크로스바 간의 간격 조절을 용이하게 하고 별도의 부대장치가 필요없도록 하는 검출기구부 간격 조절방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법은 크로스바와 바이메탈 간의 기준간격을 설정하는 단계; 검출기구부 전저항 및 개폐기구부 트립 스트로크를 측정하여 보상간격을 설정하는 단계; 갭조정블록을 상기 기준간격과 보상간격의 합에 따른 간격만큼 크로스바로부터 이격하여 위치시키는 단계; 상기 바이메탈에 조립된 조절나사를 회전시켜 상기 갭조정블록에 접촉시키는 단계; 및 상기 조절나사를 상기 바이메탈에 접착시키는 단계;를 포함한다.

Description

배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법{Gap Adjusting Method of Trip Mechanism of Molded Case Circuit Breaker}

배선용 차단기의 검출기구부 간격조절방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배선용 차단기의 검출기구부에 있어서 갭조정블럭과 조절나사를 활용하여 바이메탈과 크로스바 간의 간격 조절을 용이하게 하고 별도의 부대장치가 필요없도록 함으로써 조립성과 품질의 일관성을 향상시킨 검출기구부 간격 조절방법에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하 전로에 이상 현상이 발생하여 부하전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 차단하는 차단기의 역할을 한다.

이러한 배선용 차단기는 절연물로 형성된 외함 내에 개폐기구부, 검출기구부, 소호장치가 결합된 구조로 이루어져 있으며, 도 1에 종래기술에 다른 배선용차단기의 단면도가 도시되어 있다. 개폐기구부로서 전원을 공급받는 전원측 단자(1)와, 이를 부하측에 전달하기 위한 고정접촉자(2) 및 가동접촉자(3)와, 상기 가동접촉자(3)를 고정접촉자(2)에 접속 또는 분리시켜 회로를 폐로 또는 개로 상태로 동작시키기 위한 레버(4) 등이 구성되어 있다. 또한 검출기구부로서 과전류를 검출하는 히터(5)와, 이 히터(5)와 접속되어 히터열이 전달되면 만곡되는 바이메탈(6)과, 개폐기구부의 개/폐로상태를 유지하도록 구속하는 크로스바(7) 등이 구성되어 있다.

도 2에는 종래기술에 따른 검출기구부의 정면도(a)와 측면도(b)가 나타나 있다. 배선용차단기의 검출기구부에서는 과부하의 경우에는 열전도율이 다른 두 부재의 접합으로 이루어진 바이메탈(Bi-metal)을 이용하여 과부하를 검출하여 전로를 차단하며, 단락 또는 지락과 같은 대전류 통전시에는 이를 순간적으로 흡인하여 자계장을 형성하는 자석의 원리를 이용한 방식으로 전로를 차단하는 역할을 하게 된다. 여기서, 과전류의 검출과 적절한 전로의 차단을 위해서 크로스바(7)와 바이메탈(6) 사이의 적절한 간격(gap), 정확하게는 크로스바(7)와 바이메탈(6)에 결합되어 있는 리벳(8) 사이의 간격(gap) 조절이 필수적이다.

도 3에는 종래기술에 따른 간격 조절방법에 대한 순서도가 나타나 있고, 도 4에는 간격 조절과정에 대하여 도시되어 있다.

종래기술에 있어서 간격을 조절하는 방법을 살펴보기로 한다. 회로 차단기를 On시킨 상태에서 바이메탈(6)에 조립된 리벳(8)을 크로스바(7)에 밀착되도록 한다(도 4a). 회로차단기에 정해진 과전류(설정전류)를 인가하면 히터에 열이 발생하게 되고, 이 열은 바이메탈(6)에 전도되어 바이메탈(6)이 만곡된다. 이때 리벳(8)은 바이메탈(6)에 조립된 상태에서 자유롭게 움직일 수 있으므로 바이메탈(6)의 만곡방향과 반대방향으로 슬라이딩하면서 크로스바(7)에 밀착된 상태를 유지하게 된다(도 4b). 과전류를 인가 후 정해진 시간(설정시간) 후에 과전류 인가를 멈추고 레이저를 이용하여 리벳(8)을 바이메탈(6)에 용접한다. 이후 바이메탈(6)이 냉각되어 정상적인 상태로 복귀하면 크로스바(7)와 리벳(8) 사이에 간격(gap)이 형성된다(도 4c).

여기서, 간격 조절을 위한 인가전류에 따라 바이메탈(6)의 만곡량이 변화된다. 즉, 인가전류가 커질수록 간격이 커지고, 인가전류가 작아질수록 간격이 감소하게 된다. 설정전류, 즉 인가전류의 설정은 개폐기구부의 트립 스트로크(trip stroke) 및 트립하중(Trip Load) 산포에 따른 무효변위량을 고려하여 결정된다. 여기서, 트립 스트로크는 회로차단기의 정상상태에서 크로스바(7)가 회전하여 개폐기구부가 해제되는 지점까지의 회전거리를 뜻한다. 또한 트립하중은 개폐기구부의 트립시 크로스바(7)에 가해지는 하중을 말한다. 개폐기구부의 트립 스트로크 및 트립하중을 측정하여 설정전류를 결정하고 회로차단기에 설정전류를 설정시간만큼 인가함으로써 각각의 회로차단기에 적합한 간격을 최적화할 수 있다.

그런데, 종래 기술에 있어서는 전류를 인가하여 히터(5) 발열에 따라 바이메탈(6)을 만곡시킨 상태에서 간격 조절작업이 이루어지는데 정해진 규격 내에서 이 작업을 수행하기 위해서는 수 초 내에 제품의 정격전류 대비 수배의 전류를 인가하게 됨으로써 열전달에 의한 부품의 변색 및 부하측 단자부의 팽창 현상 등 품질상의 문제가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 전류 인가를 위한 정전류 시험 설비, 간격 조절 후 리벳을 고정하기 위한 레이저 용접설비와 냉각장치, 간격 조절 후 만곡된 바이메탈을 복귀시키기 위한 냉각장치의 설치 등 설비 비용이 많이 소요되고 유지보수 비용이 수반된다는 문제점이 있다.

그리고, 4M 변경 등에 의해 간격의 변화가 필요할 경우에 작업자가 전류 인가량이나 시간을 용이하게 변경하기 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 배선용 차단기의 검출기구부에 있어서 갭조정블럭과 조절나사를 활용하여 바이메탈과 크로스바 간의 간격 조정을 용이하게 하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바이메탈과 크로스바 간의 간격 조절에 있어 소요되는 설비를 최소한으로 줄이도록 하여 설치비용을 절감하고 유지보수를 용이하도록 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법은 크로스바와 바이메탈 간의 기준간격을 설정하는 단계; 검출기구부 전저항 및 개폐기구부 트립 스트로크를 측정하여 보상간격을 설정하는 단계; 갭조정블록을 상기 기준간격과 보상간격의 합에 따른 간격만큼 크로스바로부터 이격하여 위치시키는 단계; 상기 바이메탈에 조립된 조절나사를 회전시켜 상기 갭조정블록에 접촉시키는 단계; 및 상기 조절나사를 상기 바이메탈에 접착시키는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 조절나사는 라운드 형상 또는 판상의 머리부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 조절나사는 말단부에 일자홈, 십자홈, 일자돌기, 십자돌기 중의 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법에 의하면 배선용 차단기의 검출기구부에 있어서 갭조정블록과 조절나사를 활용하여 간격 조정이 용이해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법에 의하면 간격 조절방법이 단순화되는 효과가 있다.

한편, 검출기구부 간격 조절에 필요한 부대장비가 줄어들어 설비비용이 절감되는 효과가 있다.

은 1은 종래기술에 다른 배선용차단기의 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 검출기구부의 (a)정면도와 (b)측면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 간격 조절방법에 대한 순서도이다.
도 4는 종래기술에 따른 간격 조절작용에 대한 과정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기구부의 부분정면도와 부분측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절나사의 상세도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 간격 조절방법이 도시되어 있다.
도 9는 간격 조절동작에 대한 작용도가 도시되어 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기구부의 부분정면도와 부분측면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈의 상세도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절나사의 상세도이다. 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 간격 조절방법이 도시되어 있으며, 도 9에는 간격 조절동작에 대한 작용도가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

바이메탈(10) 상부에는 홀(11)이 형성되고 홀(11)에는 탭가공이 이루어진다.

바이메탈(10)의 홀(11)에는 조절나사(20)가 결합되어 회전에 의해 전후진함으로써 크로스바(30)와의 간격이 조절될 수 있다.

회로 차단기에 사고 전류가 인가되면 히터(50)에 열이 발생하게 되고, 이 열은 바이메탈(10)에 전달되어 바이메탈(10)을 만곡시키게 된다. 이때, 바이메탈(10)에 조립된 조절나사(20)는 개폐기구부의 크로스바(30)를 밀어 이에 연동된 네일을 움직이게 되며 네일에 의해 래치의 구속이 해제되어 개폐기구의 트립이 수행된다.

이때, 바이메탈(10)에 결합된 조절나사(20)와 크로스바(30) 간의 간격에 따라 인가되는 전류의 양과 시간이 변화하게 된다.

조절나사(20)의 선단부(21)는 크로스바(30)에 맞닿게 되는 면으로 회전되더라도 접촉면의 변화가 일어나지 않도록 라운딩 또는 평탄면으로 형성된다.

조절나사(20)의 후단부(22)는 각도 조정이 용이하도록 일자 또는 십자형태 등이 음각 또는 양각으로 형성될 수 있다.

바이메탈(10)에 결합된 조절나사(20)와 크로스바(30) 간의 간격은 기준간격과 보상간격의 합에 의해 정해진다.

먼저, 크로스바와 바이메탈 간의 기준간격이 설정된다. 기준간격은 제품별로 정격에 따라 정해진다.

보상간격은 개폐기구부의 트립 스트로크(trip stroke) 및 트립기구부의 전저항에 따라 정해진다. 여기서 트립 스트로크는 회로차단기의 정상상태에서 크로스바(30)가 회전하여 개폐기구부가 해제되는 지점까지의 거리를 뜻한다. 트립기구부의 전저항은 히터(50)를 포함하여 측정된다.

조절나사(20)를 회전시켜 조절나사(20)의 선단부(21)를 크로스바(30)로부터 설정된 간격에 위치시킨다. 이때의 간격은 기준간격과 보상간격의 합으로 결정된 간격이다. 이때 필요한 간격은 갭조정블록(60)에 의해 설정될 수 있다.

갭조정블록(60)은 제품의 측면에서 상하좌우로 유동이 자유롭게 이루어진다. 갭조정블록(60)은 별도의 장치에 의해 조정될 수 있다. 갭조정블록(60)을 크로스바(30)와 조절나사(20) 사이에 삽입하고 앞에서 결정된 간격만큼 이격시킨다. 그리고, 조절나사(20)를 자동회전시켜 갭조정블록(60)의 표면까지 이동시킴으로서, 각각의 회로차단기에 적합한 간격으로 최적화할 수 있다.

갭조정블록(60)의 초기위치는 크로스바(30) 면에서 시작되며, 결정된 간격 만큼 조절나사(20) 방향으로 이동함으로 바이메탈(10)의 만곡량에 의한 산포도 간격 조절시 반영된다.

갭조정블록(60)은 접촉면이 평탄하게 이루어지며 조절나사(20)의 회전축과 수직을 이룬다. 또한, 조절나사(20)의 접촉력에 의해 변형되지 않는 두께와 강도를 갖는다. 갭조정블록(60)은 회로차단기의 단상 또는 복수의 상을 동시에 조정 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법에 의하면 전류를 인가하지 않은 상태, 즉 차단기의 트립상태에서도 간격 설정이 가능하므로 전류 인가장비, 레이저 용접, 냉각기 등의 설비가 필요하지 않게 되어 설비비용이 절감되고 유지보수에 소요되는 비용과 시간도 절감된다.

또한, 냉각과정이 필요하지 않으므로 공정이 단축되며 냉각시 수반되는 산포가 발생하지 않는다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법에 의하면 조립성이 용이하여지고 제품별 품질의 일관성이 향상되는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 바이메탈 11 홀
20 조절나사 21 선단부
22 후단부 30 크로스바
50 히터 60 갭조정블록

Claims

크로스바와 바이메탈 간의 기준간격을 설정하는 단계;
검출기구부 전저항 및 개폐기구부 트립 스트로크를 측정하여 보상간격을 설정하는 단계;
갭조정블록을 상기 기준간격과 보상간격의 합에 따른 간격만큼 크로스바로부터 이격하여 위치시키는 단계;
상기 바이메탈에 조립된 조절나사를 회전시켜 상기 갭조정블록에 접촉시키는 단계; 및
상기 조절나사를 상기 바이메탈에 접착시키는 단계;를 포함하는 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법.
제1항에 있어서, 상기 조절나사는 라운드 형상 또는 판상의 머리부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법.
제2항에 있어서, 상기 조절나사는 말단부에 일자홈, 십자홈, 일자돌기, 십자돌기 중의 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 검출기구부 간격 조절방법.